計算機(jī)控制技術(shù)習(xí)題-wenkub
2023-04-09 07:53:40 本頁面
【正文】 況下，仍能使控制系統(tǒng)對被控對象的控制處于最佳狀態(tài)。如線切割機(jī)的控制、電腦繡花機(jī)的控制。許多恒值控制和某些隨動控制也可采用PID規(guī)律來實現(xiàn)。隨動控制：控制目標(biāo)是要求系統(tǒng)的輸出跟蹤輸入而變化，而輸入的值通常是隨機(jī)變化的模擬量，往往不能預(yù)測。[指導(dǎo)信息]: 。FCS是建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的高級分布式控制系統(tǒng)。其中DDC(Direct Digital Control)、SCC(Supervisory Computer Control)、DCS(Distributed Control System) 和FCS(Field bus Control System)是按計算機(jī)在控制系統(tǒng)中的地位和工作方式來分類的。計算機(jī)系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括計算機(jī)、輸入輸出接口、過程通道(輸入通道和輸出通道)、外部設(shè)備(交互設(shè)備和通信設(shè)備等)，軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，其中計算機(jī)系統(tǒng)作為控制單元，見圖 1 6所示。自動控制中有哪些基本問題？[指導(dǎo)信息]: 自動控制中的基本問題。 完美WORD格式 第一章 概述控制的本質(zhì)是什么？[指導(dǎo)信息]: 自動控制中的基本問題。自動控制中的基本問題包括：自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程、目標(biāo)和品質(zhì)等。典型計算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖計算機(jī)控制系統(tǒng)有哪些分類？試比較DDC、SCC、DCS和FCS的各自特點。DDC中的計算機(jī)直接承擔(dān)現(xiàn)場的檢測、運算、控制任務(wù)，相當(dāng)于“一線員工”。在FCS中，控制器、智能傳感器和執(zhí)行器、交互設(shè)備、通信設(shè)備都含有計算機(jī)，并通過現(xiàn)場總線相連接。不同控制規(guī)律分類有恒值控制、隨動控制、PID控制、順序控制、程序控制、模糊控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)控制等。如自動導(dǎo)航系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、陽光自動跟蹤系統(tǒng)、雷達(dá)天線的控制等。順序控制：根據(jù)給定的動作序列、狀態(tài)和時間要求而進(jìn)行的控制。模糊控制：基于模糊集合和模糊運算，采用語言規(guī)則表示法進(jìn)行的控制。它需要隨時檢測系統(tǒng)的環(huán)境和工作狀況，并可隨時修正當(dāng)前算法的一些參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境和工作狀況的改變。連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為零初始條件下系統(tǒng)輸出y(t)的拉氏變換與輸入r(t)的拉氏變換之比，即：離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)(也稱Z傳遞函數(shù))可定義為：其中，Y(z)為系統(tǒng)輸出序列y(k)的Z變換，R(z)為輸入序列r(k)的Z變換。畫出狀態(tài)空間模型框圖，寫出輸出方程和狀態(tài)方程表達(dá)式。離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述方法輸出方程和狀態(tài)方程表達(dá)式用矩陣表示為：寫出下列序列x1(k)、x2(k)對應(yīng)的Z變換。x1(k)、x2(k)、x3(k)、x4(k) 所對應(yīng)的序列表達(dá)式和序列圖如下：x1 (k)＝5δ(k)+3δ(k1) δ(k2) +3δ(k3)x2(k)＝3δ(k)+2δ(k1)+4δ(k2) +8δ(k3)+9δ(k4)+ 32δ(k5)+64δ(k6)+……x3 (k)＝0+10δ(k1)+11δ(k2) +(k3)+(k4)+ (k5)+(k6)+……x4 (k)＝(k)(k1) +(k2) (k3) +(k4)+……x1(k)、x2(k)、x3(k)、x4(k) 所對應(yīng)的序列圖如下： 1離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么？[指導(dǎo)信息]: 穩(wěn)定性分析。系統(tǒng)的動態(tài)特性可通過多項性能指標(biāo)來描述，常見的具體指標(biāo)有上升時間tr、峰值時間tp、調(diào)節(jié)時間ts和超調(diào)量δ等。(1) 時，穩(wěn)態(tài)誤差為0。 用向后矩形法求解(設(shè)T=1)：用梯形變換法(設(shè)T=1)寫出PID的傳遞函數(shù)D(s)，并分別用向后矩形法和梯形變換法求出相應(yīng)的D(z),要求將表達(dá)式整理成規(guī)范的分式，設(shè)采樣周期T=1s。Kp過大時，系統(tǒng)容易引起振蕩，趨于不穩(wěn)定狀態(tài)。數(shù)字PID控制的參數(shù)整定方法有哪些？各有什么特點？[指導(dǎo)信息]: 數(shù)字PID控制的參數(shù)整定。歸一參數(shù)整定法根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，人為地設(shè)定“約束條件”，只需要改變Kp，就可觀察控制效果。將上兩式聯(lián)立，得：，比較等式兩側(cè)，得到解：所以：各點波形：序列數(shù)據(jù):k: 0 1 2 3 4 5 6 7r(k): 1 1 1 1 1 1 1 1e(k): p(k): y(k): (2)在單位速度信號激勵下:因為G(z)含有因子，則Φ(z)分子應(yīng)包括； G(z)分母有因子，R(z) 分母有均則Ge(z)應(yīng)包含；又因為，Φ(z)和Ge(z)應(yīng)該是同階次的多項式，所以有：式中a、b、c為待定系數(shù)，求解上述方程組可得：a =2,b =,c=1。(1)在階躍信號激勵下:, 因為G(z)具有因子，單位圓內(nèi)的零點z=，則Φ(z) 應(yīng)包括和(1+)因子；G(z)分母和R(z)均有因子則Ge(z)應(yīng)包含因子；又因為，Φ(z)和Ge(z)應(yīng)該是同階次的多項式，所以有：兩式中的a，b為待定系數(shù)。, 39。序列數(shù)據(jù):k: 0 1 2 3 4 5 6 7r(k): 1 1 1 1 1 1 1 1e(k): p(k): y(k): (2)在單位速度信號激勵下:,因為G(z)含有因子和零點z=，因此，Φ(z)中應(yīng)含有、(1+)項；G(z)分母和R(z)均有因子則Ge(z)應(yīng)包含；又因為，Φ(z)和Ge(z)應(yīng)該是同階次的多項式，所以有：式中a、b、c為待定系數(shù)，由此得方程組：求解上述方程組可得：a =。a=(2+c)39。a**b=c39。a =4/11。3/20*a=c39。a=(b1)39。(8/5*a*b+3/20*a)=(2*dc)39。a=(c+2)39。）D1(z)并行實現(xiàn)法的表達(dá)式為：（實現(xiàn)框圖略。對工業(yè)控制計算機(jī)的要求主要體現(xiàn)在其所具有特點：適應(yīng)性、可靠性、實時性、擴(kuò)展性等方面。協(xié)調(diào)信號有請求(REQ)和應(yīng)答(ACK)或選通(Strobe)和就緒(Ready)。RS232C和RS485各有什么特點？[指導(dǎo)信息]: 串行接口。1簡述現(xiàn)場總線的技術(shù)特征.[指導(dǎo)信息]: 現(xiàn)場總線。提示：參考圖 4 28 I2C總線的傳輸數(shù)據(jù)格式。易操作性包括方便性、有序性、健壯性、安全性等要素。變送器有較強(qiáng)的信號處理能力、能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號信號。另外，對智能變送器還能輸出規(guī)范的數(shù)字信號。要點：智能變換器(Transducer)可以是一種傳感器或檢測器(Sensor)，也可以是一種執(zhí)行器(Actuator)，或者是兩種的組合，它可以作為信息系統(tǒng)與外界聯(lián)系的一個信息節(jié)點。模擬量輸入通道的調(diào)理內(nèi)容有：電流電壓信號轉(zhuǎn)換、電阻電壓信號轉(zhuǎn)換、電壓放大以及隔離等，調(diào)理后的信號通常為一定大小的電壓信號
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